제어장치의 정의
- 컴퓨터시스템의 모든 장치들을 유기적으로 제어하는 장치
제어장치의 역할
- 기억장치에 저장된 프로그램으로부터 명령어를 순차적으로 하나씩 읽어내어 연산코드 부분을 해독한 후, 그 결과에 따라 컴퓨터 시스템의 각 요소를 동작시키는 제어신호를 발생시켜 명령어를 수행한다
- 하나의 명령어는 한 클럭 동안에 수행되는 마이크로 연산의 집합으로 구성
- 명령어의 실행은 이러한 마이크로 연산의 연속적인 반복으로 이루어짐
- 결국 제어장치는 요구되는 마이크로 연산을 연속적으로 수행하게 하는 신호를 보내어 명령어를 수행하게 하는 역할을 한다
제어장치의 구성요소
- 명령어 레지스터, 명령어 해독기, 순서 제어기, 주소 처리기
제어장치의 동작 (명령어 수행과정)
- 프로그램카운터(PC)에 저장된 주소로 기억장치에 접근한다
- 기억장치에서 명령어를 읽어와 명령어 레지스터(IR)에 저장하고, 프로그램 카운터를 1 증가시킨다
- 읽어온 명령어에서 연산코드는 명령어 해독기로, 오퍼랜드는 주소처리기로 보낸다
- 주소처리기는 명령어 수행에 필요한 오퍼랜드의 주소 또는 다음 명령어의 주소를 계산한다
- 제어신호 발생기에서 연산코드를 해독하여 명령어 수행을 위한 제어신호를 발생한다
제어장치의 유형
- 마이크로프로그램에 의한 제어장치
- 제어단어와 같은 제어정보를 특별한 기억장치에 기억시킨 구조
- 프로그램에 의한 제어방식
- 장점 : 제어신호를 수정하고자 할 때 융통성이 뛰어남
- 단점 : 기억장치에서 명령을 인출하는 별도의 시간 때문에 속도가 느림
- 고밀도 집적회로(VLSI)가 가능하여 대부분의 컴퓨터에서 사용
- 하드웨어에 의한 제어장치
- 순서회로와 같은 게이트와 플립플롭으로 이루어짐
- 장점 : 순서회로로 구성되기 때문에 고속 동작이 가능
- 단점 : 회로의 동작방법이 바귀면 다시 설계해야 함
- 특수한 컴퓨터에서 사용
